电炉熔炼基本原理

合集下载

电炉熔炼基本原理

电炉熔炼基本原理

电炉熔炼的基本原理作者:管理员发表时间:2011-10-28 10:45:57 阅读:次电炉熔炼实质上可分为两个过程,即热工过程(如电能转换、热能分布等)与冶炼过程(如炉料熔化、化学反应、锍渣分离等)。

为了叙述方便,对电炉熔炼基本原理,下面按电能的转换、物料的熔化、熔炼反应及产物三个方面加以讨论。

1)电能的转换如果向固体或液体通以电流,由于电阻的作用,电能转变为热能,可用焦耳楞次公式来确定:Q=I2Rt式中Q─热量,J;I─通过电阻的电流,A;R─电阻,Ω;t─时间,h。

因为1J=0.239ca1或者0.239/1000kca1,并按欧姆定律IR=U,则上式可写成:Q=0.239/1000IUt (kcal)如果电能以千瓦计,在t小时内将消耗:Q=IUt/1000(kWh)因为1kW=0.239kcal.s-1,故1kWh=0.239×3600=860kcal,则t小时产生的热量为:Q=0.86IUt(kcal)×4.184=3.6IU(kJ)电加热广泛应用在各种技术领域中对冶金工业尤为重要。

在冶金工业中,电炉是冶金炉的一个重要类型。

配有一台额定容量为PkVA的三相变压器的电炉,当电炉负荷过到P额定时,其溶池中产生的热量按下式计算:配有3台额定容量为PkVA的单相变压器的电炉,当电炉负荷过到P额定时,其池的热量按下式计算:Q=3×860P额定cosøt/1000=2.58I相U相cosøt(kcal)=10.79I相U相cosøt(kJ)式中Q─热量,kcal或用1kcal=4.184kJ;P额定─变压器的额定容量,kVA或kW;U线─线电压,V;I线─线电流,A;U相─相电压,V;I相─相电流,A;cosø功率因数;t—时间,h。

2)物料的熔化熔炼硫化矿石和精矿的电炉可以看作是高温熔池,里面有两层熔体(见图1),上面的炉渣层厚1700~1900mm ,下层厚600~800mm。

电炉炼钢原理及工艺

电炉炼钢原理及工艺

电炉炼钢原理及工艺以电炉炼钢原理及工艺为标题,本文将详细介绍电炉炼钢的原理和工艺流程。

一、电炉炼钢的原理电炉炼钢是利用电能将废钢或铁矿石熔化并加以冶炼的一种钢铁生产方法。

相比传统的炼钢方法,电炉炼钢具有灵活性高、能耗低、环保等优点,因此在现代钢铁工业中得到广泛应用。

电炉炼钢的基本原理是利用电弧放电的高温高能量特性,将电能转化为热能,使炉内的材料熔化。

电炉内设置有电极,通过电极产生的电弧放电,使炉内的钢块或铁矿石迅速升温至熔化点,完成炼钢过程。

二、电炉炼钢的工艺流程电炉炼钢的工艺流程主要包括原料准备、熔炼、冶炼和出钢等环节。

1. 原料准备:电炉炼钢的原料主要包括废钢和铁矿石。

废钢是指回收利用的废旧钢材,根据需要进行分类和预处理。

铁矿石经过破碎、磁选等工艺处理后,得到适合电炉炼钢的铁矿粉。

2. 熔炼:原料装入电炉后,通过电极引入高温电弧,将原料迅速加热至熔化点。

在熔炼过程中,电弧的高温作用下,原料中的杂质被氧化还原,炉内温度逐渐升高。

3. 冶炼:炉内温度达到要求后,加入适量的脱氧剂和合金元素,调整炉内成分,提高钢的质量。

同时,通过喷吹氧气等方式进行氧化剂的供给,控制冶炼过程中的氧化还原反应,进一步净化钢液。

4. 出钢:冶炼结束后,通过倒炉或倾炉等方式将炼好的钢液从电炉中倾出,进一步加工成所需的钢材。

出钢后,需要进行连铸、轧制等工艺,最终得到成品钢材。

三、电炉炼钢的特点和优势1. 灵活性高:电炉炼钢可灵活调整炉内温度和成分,适应不同的钢种和质量要求,具有较强的适应性和灵活性。

2. 能耗低:电炉炼钢相比传统炼钢方法,能耗更低。

电能可以高效转化为热能,提高能源利用效率,减少能源浪费。

3. 环保:电炉炼钢过程中没有燃料燃烧产生的废气和废渣,减少了对环境的污染。

另外,电炉炼钢可以使用废钢作为原料,有效促进了废钢的回收利用,减少了资源浪费。

4. 生产效率高:电炉炼钢的工艺流程简单,生产周期短,可以实现快速连续生产,提高生产效率。

电炉炼钢原理及工艺

电炉炼钢原理及工艺

电炉炼钢原理及工艺电炉炼钢是一种利用电能加热熔融金属并进行冶炼的方法。

它主要由电炉本体、电源系统、炉衬和操作系统组成。

其工艺过程分为装料、预热、熔化、合金化、调温、夫妇活、卸渣和出钢等阶段。

电炉炼钢主要有两种类型,即直接电炉炼钢和间接电炉炼钢。

直接电炉炼钢是指直接将铁矿石和废钢等金属经过还原反应转化为钢水的工艺方法,而间接电炉炼钢则是先将铁矿石转化为熔融铁,然后再进行洗炼的方法。

在电炉炼钢的工艺中,首先需要对金属进行装料。

装料包括铁水、废钢、合金和炉渣等金属材料的投入。

装料时,应根据炼钢的配方要求,按一定比例将各种材料投入电炉中。

合金是为了调整钢的成分和性能,以及改善炼钢的过程控制,在不同的配方中,合金的用量也不同。

装料完成后,开始进行预热。

预热是为了提高炉料中的金属温度,以利于后续的熔化和反应过程。

预热可以通过电炉的电能加热,也可以通过燃气等其他能源进行加热。

在预热过程中,应根据炼钢工艺要求,控制好预热的温度和时间,以保证最佳的炼钢效果。

在预热完成后,金属开始熔化。

熔化过程中,电炉通过电流加热炉内的金属材料,使其达到熔点,形成熔融的钢水。

熔化过程中,需要控制好电炉的加热温度和加热时间,以充分熔化金属,并保持炉内的温度均匀。

当金属完全熔化后,开始进行合金化。

合金化是为了调整钢的成分和性能,以改善钢的质量。

在合金化过程中,需要添加适量的合金材料,并控制好合金的加入时间和温度,以保证合金的充分溶解和均匀分布。

合金化完成后,开始进行调温。

调温是为了得到合适的熔融铁水温度和钢水温度,以满足后续冶炼工艺的需求。

调温可以通过调节电炉的加热功率和炉内的温度控制装置来实现。

调温完成后,进行夫妇活。

夫妇活是为了提高钢水的纯净度和均匀性,以去除炉渣和杂质。

夫妇活可以通过在炉内注入草酸、石灰和氮气等化学物质,或者进行吹炼和搅拌来实现。

夫妇活完成后,开始卸渣。

卸渣是指将炉渣从熔融金属中移除的过程。

卸渣可以通过倾炉或者顶炉的方式来进行。

电炉炼铁的原理和方法

电炉炼铁的原理和方法

电炉炼铁的原理和方法电炉炼铁是利用电能来作热源进行冶炼。

常用的电路有电弧炉和感应炉两种,而电弧炉冶炼占电炉冶炼产量的绝大部分。

一般所说电炉就是指电弧炉。

电炉可全部用废钢铁为金属原料,可冶炼力学性能和化学成分要求严格的钢,如特殊工具钢,航空用钢和不锈刚等。

电炉熔炼的实质是将炉料加入矿热电炉中,在电热作用下将炉料熔化并发生与反射炉熔炼相同的各种物理化学变化,形成铜锍、炉渣和烟气。

加热和熔化将电极从炉顶插入熔池渣层,通电后电能就会转变为热能。

在电极附近,电流密度和电极与炉渣之间的气膜电阻都很大,因此在电极附近会产生微弧放电并集中了大量的热量,使电极附近炉渣的温度很高;而在距离电极远的区域,则由于电流密度小和炉渣电阻比气膜电阻小的缘故,热量较少,温度也低,至炉墙处温度最低。

电炉熔炼有何特点?(1)感应电炉构造及工作原理感应电炉是利用电流感应产生热量来加热和熔化铁料的熔炉。

炉子的构造分为有芯式和无芯式两种,在无芯式感应电炉中,坩埚内的铁料在交变磁场的作用下产生感应电流,并因此产生热量,而将其自身熔化和使铁液过程热。

在有芯式感应电炉中,需要加入用其它熔炉(如冲天炉)熔化的铁液,在环形铁芯内产生的交变磁场使沟槽内的铁液过程,并利用沟槽中铁液与其上面熔池中的铁液循环作用而加热全部铁液。

无芯式感应电炉具有熔化固体炉料的能力,而有芯感应电炉只能过热已熔化的铁液,但在过热铁液的电能消耗方面,则以有芯感应电炉更为节省。

(2)感应电炉熔炼的优缺点及其应用与冲天炉熔炼相比,感应电炉熔炼的优点是熔炼过程中不会有增碳和增硫现象,而且熔炼过程可以造渣覆盖铁液,在一定程度上能防止铁液中硅、锰及合金元素的氧化,并减少铁液从炉气中吸收气体,从而使铁液比较纯净。

这种熔炼方法的缺点是电能耗费大。

感应电炉适用于熔炼高质量灰铸铁、合金铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁等。

无芯感应电炉能够直接熔化固体炉料,而且开炉及停炉比较方便,适合于间断性生产条件。

有芯感应电炉开炉及停炉不便,适合于连续性生产。

熔池熔炼技术

熔池熔炼技术

熔池熔炼技术熔池熔炼技术是一种常用于冶金领域的熔炼方法,通过将金属材料加热至其熔点以上,使其转化为液态,并在熔池中进行熔炼和精炼。

这种技术广泛应用于金属冶炼、合金制备以及废旧金属回收等领域。

熔池熔炼技术的发展,不仅极大地提高了金属冶炼的效率和质量,还对环境保护和资源循环利用起到了积极的促进作用。

熔池熔炼技术的基本原理是利用高温将金属材料加热至其熔点以上,使之转变为液态,并在熔池中进行熔炼和精炼。

熔池熔炼技术通常采用电炉、燃气炉或电弧炉等设备进行,其中最常见的是电弧炉。

电弧炉是一种利用电弧高温加热金属材料的设备,其工作原理是通过两根电极之间的电弧放电产生高温,将金属加热至熔点以上。

熔池熔炼技术的优点是熔炼温度高、熔炼速度快、能耗低、操作灵活等。

首先,熔池熔炼技术能够提供高温环境,可以使金属材料充分熔化,有利于熔炼和精炼过程中的物理和化学反应。

其次,熔池熔炼技术具有较快的熔炼速度,能够大大提高生产效率。

再次,熔池熔炼技术相对于传统的炉料加热方式,能耗更低,节约能源。

最后,熔池熔炼技术操作灵活,适应性强,可以熔炼各种不同种类的金属材料。

熔池熔炼技术在金属冶炼、合金制备以及废旧金属回收等领域有着广泛的应用。

在金属冶炼过程中,熔池熔炼技术能够对金属材料进行高效的熔炼和精炼,提高产品的质量和纯度。

在合金制备中,熔池熔炼技术可以将不同种类的金属材料熔炼在一起,制备出具有特定性能的合金材料。

在废旧金属回收领域,熔池熔炼技术可以将废旧金属加热熔化,去除其中的杂质,使其重新成为有用的金属资源。

然而,熔池熔炼技术也存在一些挑战和问题。

首先,熔池熔炼过程中会产生大量的高温废气和废水,对环境造成一定的污染。

其次,熔池熔炼过程中需要高温和高能耗,对设备要求较高,投资成本较大。

此外,熔池熔炼技术对操作人员的要求也较高,需要具备一定的专业知识和技能。

在未来,熔池熔炼技术还有很大的发展空间和潜力。

随着科技的进步和环保意识的提高,熔池熔炼技术将不断改进和创新,以提高熔炼效率和产品质量,减少对环境的影响。

电弧炉工作原理

电弧炉工作原理

电弧炉工作原理
电弧炉是一种利用强弧光和高温产生的高温熔炼设备。

其工作原理可概括为以下几个步骤:
1. 引弧:首先,电弧炉的两个电极(通常是石墨电极)之间通过一个电弧引燃装置产生电弧。

电弧产生后,电弧炉内的材料开始升温。

2. 加料:当电弧燃烧稳定后,将需要熔化的金属材料通过炉盖或侧孔加入电弧炉中,并保持良好的通风。

加入的材料因高温而熔化,并温度逐渐升高。

3. 熔化:随着电弧的继续存在,炉内的材料将逐渐熔化。

熔化后的物质被称为熔池。

熔池温度通常很高,可以达到几千摄氏度。

4. 冶炼和精炼:在熔池中,各种杂质会与金属熔体分离。

通过适当的操作,可以将这些杂质从金属熔体中去除,从而提高金属的纯度。

5. 出渣和出炉:熔池中的集渣通常会浮于熔体表面,通过适当的操作将其从熔池中去除。

当金属达到所需的炉内时间和纯度要求后,断开电源,将熔池顺利地倒出,完成整个熔炼过程。

电弧炉工作原理简而言之,就是通过电弧产生高温并熔化金属,然后通过一系列操作去除杂质,最终得到所需的金属产品。

电弧炉具有高效、灵活、环保等优点,广泛应用于冶金行业。

熔炼炉原理

熔炼炉原理
个用于加热的容器或炉膛。这个容器通常由耐高温材料制成,如耐火砖或陶瓷材料。容器的底部通常是一个坩埚,用于容纳待熔化的物质。坩埚通常由耐高温的金属材料制成,如钢或铸铁。在坩埚中,待熔化的物质被加热并逐渐熔化。
为了更好地控制加热温度和避免物质与燃料接触,可以在熔炼炉的内部增加一层保护罩。保护罩由一种耐高温的材料制成,如陶瓷纤维。它可以有效地隔离炉膛和外界,在炉膛内部创建一个独立的高温环境。
在熔炼炉中进行物质熔化的过程通常需要一定的时间。持续加热物质会逐渐提高其温度,使其达到熔化点。一旦物质熔化,它的形态会发生显著改变,从固态变为液态。此时,可以通过合适的方法将熔化的物质取出,并根据需要进行后续加工和处理。
总之,熔炼炉通过提供高温环境和适宜的加热方法,使物质达到熔化点并将其熔化。这一过程可以为金属和其他物质提供熔化和再利用的机会,实现资源的有效回收和利用。
熔炼炉原理
熔炼炉是一种用于将金属或其他物质加热至高温以使其熔化的设备。它的原理基于高温可以改变物质的物理和化学性质。下面将介绍熔炼炉的工作原理。
熔炼炉首先需要提供足够高的温度来使物质熔化。为此,通常使用一种称为燃料的可燃物质,如天然气、煤炭和液化石油气等。燃料被点燃后产生的火焰会释放出大量的热能。熔炼炉内部有一个燃烧室或燃料喷嘴,通过冷却和排出废气的方式控制燃料的燃烧速率和温度。

熔炼技术的工作原理及应用

熔炼技术的工作原理及应用

熔炼技术的工作原理及应用1. 熔炼技术的定义熔炼技术是一种将固体材料加热至其熔点,并使其转变为液态状态的工艺。

它是一项重要的采矿和冶金工艺,广泛应用于金属、非金属和合金等材料的生产过程中。

2. 熔炼技术的工作原理熔炼技术的工作原理基于材料的物理性质,主要包括以下几个步骤:2.1 加热熔炼过程最初需要对固体材料进行加热,通常使用高温燃烧器、电弧炉或感应炉等热源加热材料,使其达到熔点。

2.2 熔化一旦材料达到熔点,分子间的结构稳定性发生改变,固体材料逐渐熔化成液体,继续受热并保持液态。

2.3 分离杂质在熔融过程中,材料中的杂质往往会出现分离现象。

由于杂质的熔点通常与纯净材料的熔点不同,熔融过程中可以通过分离、过滤等方法将杂质从熔体中去除。

2.4 变形与凝固通过控制熔融材料的冷却速度,可以使其发生结晶凝固。

凝固过程中,熔体的物理性质会发生改变,从液态变为固态,形成具有特定形状和结构的固体材料。

3. 熔炼技术的应用熔炼技术在各个领域都有广泛的应用,以下是几个常见的应用领域:3.1 金属冶炼熔炼技术在金属冶炼领域中应用广泛。

金属冶炼过程中,熔炼技术可以将金属矿石中的有用金属分离出来,并通过精炼和铸造等工艺制备成所需的金属制品。

3.2 玻璃制造玻璃制造过程中,通过熔炼技术将各种原料,如石英砂、碳酸钠等加热至熔点,使其熔化成透明的液体玻璃,并通过调控冷却速度将其固化成均匀的玻璃制品。

3.3 陶瓷生产陶瓷制造过程中,熔炼技术可以将陶瓷材料中的矿石矿粉和助剂熔化为陶瓷基体,然后通过模具或成型工艺制作成各种陶瓷制品。

3.4 金属合金制备熔炼技术在金属合金制备中发挥重要作用。

通过将两种或多种金属材料加热至熔点并混合熔融,可以制备出具有特定性能和成分的金属合金。

3.5 半导体制造在半导体制造过程中,熔炼技术用于制备单晶硅材料,通过将硅石加热至熔点并逐渐降温,可制得高纯度、无共晶的单晶硅材料,用于制造半导体器件。

4. 结论熔炼技术是一种将固体材料加热至其熔点并转变为液态状态的工艺。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

电炉熔炼的基本原理作者:管理员发表时间:2011-10-28 10:45:57 阅读:次电炉熔炼实质上可分为两个过程,即热工过程(如电能转换、热能分布等)与冶炼过程(如炉料熔化、化学反应、锍渣分离等)。

为了叙述方便,对电炉熔炼基本原理,下面按电能的转换、物料的熔化、熔炼反应及产物三个方面加以讨论。

1)电能的转换如果向固体或液体通以电流,由于电阻的作用,电能转变为热能,可用焦耳楞次公式来确定:Q=I2Rt式中Q─热量,J;I─通过电阻的电流,A;R─电阻,Ω;t─时间,h。

因为1J=0.239ca1或者0.239/1000kca1,并按欧姆定律IR=U,则上式可写成:Q=0.239/1000IUt (kcal)如果电能以千瓦计,在t小时内将消耗:Q=IUt/1000(kWh)因为1kW=0.239kcal.s-1,故1kWh=0.239×3600=860kcal,则t小时产生的热量为:Q=0.86IUt(kcal)×4.184=3.6IU(kJ)电加热广泛应用在各种技术领域中对冶金工业尤为重要。

在冶金工业中,电炉是冶金炉的一个重要类型。

配有一台额定容量为PkVA的三相变压器的电炉,当电炉负荷过到P额定时,其溶池中产生的热量按下式计算:配有3台额定容量为PkVA的单相变压器的电炉,当电炉负荷过到P额定时,其池的热量按下式计算:Q=3×860P额定cosøt/1000=2.58I相U相cosøt(kcal)=10.79I相U相cosøt(kJ)式中Q─热量,kcal或用1kcal=4.184kJ;P额定─变压器的额定容量,kVA或kW;U线─线电压,V;I线─线电流,A;U相─相电压,V;I相─相电流,A;cosø功率因数;t—时间,h。

2)物料的熔化熔炼硫化矿石和精矿的电炉可以看作是高温熔池,里面有两层熔体(见图1),上面的炉渣层厚1700~1900mm ,下层厚600~800mm。

装到溶池中固体物料以料堆的形式沉入渣层,形成料坡。

物料靠以电能为主要来源的热量进行熔化,电能通过3根或6根电极送入炉内。

电极插入渣层的深度为300~500mm,电能转变为热能就是在渣层中发生的。

有40%~80%的热量产生于电极—炉渣的接触面上,其余部分的热量则产生于处在电回路中的渣层里。

大部分热量之所以产生于电极—炉渣的接触面上,是由于在电极工作端的周围存在着一个气体层,这就是所谓的气袋,电流以大量的质点放电形式,即以微形式,即以微弧的形式通过这个气袋。

气袋是这样形成的:由于电子流的机械压力,熔渣脱离电极,所形成的空隙便被由于电极燃烧所产生的气体和由炉渣中逸出的气体所充满,这个气体层具有很高的电阻。

因此电流通过气体层时产生很大的电压降,放出相应的热量。

在电炉电场中,从电极中心线起在靠近电极两个电极直径范围内,是熔池的导电部分(估而电流的90%是从电极中心线起一个电极直径范围内通过的)。

正是在这个区域内,电能转变为热能,远离电极中心线超过电极直径的熔池部分,不在电的回路中,也不会产生热量。

电流通过电炉的线路有两种:(1)由电极通过炉渣→镍锍→炉渣→电极,即星形负荷。

(2)由一根电极通过炉渣流向另一根电极,即三角形负荷。

当电极之间的距离不变时,星形负荷和三角形的大小取决于电极插入渣层的深度、渣层的厚度和炉内料坡的大小。

当电极插入深度不大时,三角形负荷可达总负荷的70%;随着电极插入深度的增加,三角形负荷逐渐降低,电极插入很深是,便会降为30%~40%。

当电极向和插时,星形电流和三角形负荷逐渐降低,电极插入深度成正比地增加,但是星形电流的增长速度大于三角形电流的增长速度。

炉内那些不产生热量的部位,由于熔池内部炉渣的对流运动,将热能从热处带到冷处而进行热交换。

炉渣的对流量是由于渣池各部分的热量不同而造成的。

已经指出,最大的热量产生于电极—炉渣的接触区。

在此区域内,靠近电极表面的渣层已大为过热,其温度可过1500~1700℃或更高,由于渣中含有大量气泡,其膨胀的结果,使它的密度大大减小,因此,靠近电极表面的炉渣和远离电极的炉渣密度便产生了差别。

密度小的过热炉渣在靠近电极处不断上升而至熔池表面,并在熔池表面向四周扩散。

过热炉渣在其动动过程中与漂浮着的炉料相遇,使沉入熔池的料坡下部表面熔化。

运动着的炉渣与温度低的熔化炉料混合后,在渣池顺流向下沉降,到过电极下端附近,一部分炉渣则继续下降至对流动动非常薄弱的渣池下层,在这里镍锍和炉渣进行分离。

热渣在向远离电极方向的流动过程中,将自已的多余热量传给熔池的较冷部分,从而维持了这一部分熔池的热平衡。

而那些热渣很少流动的部位,或者说温度降低的部位,则热量不足,温度只有1250~1250℃。

炉子的四角、炉壁附近及电极下面的区域,这些地方就易生成炉结。

炉渣的对流运动乃是电炉中一个最重要的工作过程,对流运动确保电炉熔池中的热交换和物料熔化的进行,物料的大量熔化发生在电极插入的熔池区域内,也就是发生强烈的对流循环区域内。

从电炉的平面看,这个区域是在从电极中心线起1.5~2个电极直径范围内。

由于在熔池内,电能转换成热能是不均匀的,因而熔池每个部位的温度也不一致。

靠近熔体上层的温度较高,低层较低。

渣层在纵向和横向上温度是均匀的,只垂直方向有变化,主要是在电极以下温度有变化,在电极插入深度范围内实际上是等温的,这可用其中存在激烈的对流热交换来解释。

因熔池各部分受热情况不同,显然,炉料的熔化速度随着与电极的距离增大而急剧下降。

因此,大部分炉料(80%~90%)在距离电极中心线1.5~2倍电极直径的范围内加入。

3)熔炼反应及产物(1)熔炼反应电炉熔炼的物理化学反应主要发生在熔渣与炉料的接触面上,炉气几乎不参与反应。

因此电炉熔炼发液相和固相的相反应为主,可以一次完成造渣和造镍锍的化学反应。

加入电炉的物料,主要是精矿和焙砂,其次是烟尘、返回炉料及液体转炉渣、熔剂和碳质还原剂等。

铜镍矿物料的矿想组成为:硫化物:Fe7S8、(FeNi)S2、CuFeS2、CoS;氧化物:Fe2O3、Fe3O4、NiO、CuO、SiO2、MgO、CaO、Al2O3等;硅酸盐:mMO.nSiO2,物料中还可以含有少量的硫酸盐(MSO4)、碳酸盐(MCO3)、氢氧化物[M(OH)2]和贵金属等。

过热炉渣在对流运动中与物料表面相遇时,便将自已多潜余的热量传给物料。

当物料加热至1000℃时,物料中便有复杂硫化物、某些硫酸盐、碳酸盐和氢氧化物的热分解发生,生成比较简单而稳定的化合物。

如果入炉物料是焙砂而不是精矿时,上述反应已在焙烧时完成。

当物料加热到1100~1300℃时,主要是硫化物和氧化物之间的交互反应,反应产生的Ni3S2、Cu2S、FeS、CoS相互熔合的液态产物便是低镍锍,其中溶解有少量的Fe3O4及Cu,Ni,Fe金属和贵金属。

碱性氧化物(FeO,CaO,MgO等)与酸性氧化物(SiO2)发生反应,生成mMO.nSiO2型的各种硅酸盐,这些硅酸盐在熔融状态下互相熔合,产生了电炉熔炼的另一种产物—炉渣。

熔融状态的镍锍和炉渣在熔池中因密度不同而分开。

在物料受热熔化时,除液态产物外,洞天福地产生气体,如S2被氧化为SO2。

碳还原MO产生的CO2等,大部分气体上升至熔池表面并进入炉空间随烟气排走,少部分气体则包裹在炉渣中,这就是炉渣含有大量气体的原因。

在电炉熔炼中,由于硫化物热分解所产生的硫化亚铁跟高价金属氧化物反应,可使炉料中的硫被脱除一部分。

当电炉熔炼未经焙烧的硫化精矿时,脱硫率为15%~18%;当熔炼焙烧后的精矿和适当加入碳质还原剂时,则脱硫率要小得多。

(2)熔炼产物电炉熔炼硫化物铜镍精矿时,其产品有低镍硫、炉渣、烟气和烟尘。

低镍锍是冶炼的中间产品,要送至转炉工序进一步富集。

炉渣因含有价金属低而废弃。

烟经收尘、制酸后排入大气,而收得和烟尘则返回电炉熔炼。

①低镍锍。

主要由Ni3S2,Cu2S,FeS所组成,此外低镍锍中还有一部分硫化钴和一些游离金属及合金。

在低镍锍中还溶解有少量磁性氧化。

在电炉熔炼过程中,低镍锍与炉渣分离的完全程度,主要取决于它们的密度差,密度差越大,分离得越彻底,而低镍锍的刻度取决于组成低镍锍的各种硫化物的含量。

各种硫化物的密度不同,例如:FeS为4.6g/㎝3,Ni3S2为5.3g/cm3,Cu2S为5.7g/cm3,低镍锍品位越低,也就是FeS含量越高,则低镍锍密度越小。

固体低镍锍密度一般为4.6~5.0g/cm3.熔融的低镍锍的密度稍小,因为在熔融状态的低镍锍中熔解有一定量的二氧化硫气体,使体积增大,密度减小。

炉渣密度一般在3~4g/cm3之间。

金川公司冶炼厂电炉熔炼的低镍锍中,镍与铜的比例约为2:1,诺里尔斯克公司电炉熔炼的镍与铜的比例约为3:2。

低镍锍中镍和铜含量之和为15%~22%,硫含量在22%~27%范围内波动。

低镍锍中的硫量不足以把其中所含的金属全部硫化物状态,是由于低镍锍中能熔解部分金属。

表1列出各厂电炉熔炼的低镍锍成分。

表1 电炉熔炼产出的低镍成分(%)实例从表动在7%~18%范围内。

电炉熔炼产出低外长锍中各种金属的含量,取决于它们在入炉物料中的含量、低镍锍的产率越大,低镍锍中有价金属的含量(低镍锍品位)就越低。

因此电炉熔炼的脱硫率越高,低镍锍的产率越小,低镍锍中有价金属的含量就越高。

低镍锍的熔点同其密度一样,取决于组成低镍锍的各种金属硫化物的含量。

对于纯硫化物的熔点Ni3S2为790℃,Cu2S为1120℃,FeS为1150℃。

低镍硫的熔点,介于各种硫化物熔点之间。

工业生产实际低镍锍熔点均在1000~1050℃之间,但矿热电炉有过热的特点,从电炉中放出的低镍锍的温度因过热而达到1250℃,在这个温度下,低镍锍非常容易流动,很容易渗到电炉砖体的缝隙中和砌筑不严密处。

因此在矿热电炉和炉体砌筑设计中,对于低镍锍区采用湿砌方法,而且要求非常严格。

此外,因过热的熔融低镍锍颇具侵蚀性,能很好地熔解金属铁和铸铁件,因此放出低镍锍的溜槽均采用耐火材料内衬,盛放低镍锍的包子也必须经转炉渣挂出保护层后才使用。

低镍锍具有很好的导电性。

在熔融的硫化物中,Ni3S2的电导率为最大,Cu2S的电导率为最低,其变化顺充为Ni3S2﹥CoS﹥FeS﹥Cu2S。

工厂产出的低镍锍电导率在1100~1350℃是二般为(35~45)×102(Ω.cm)-1,其数值大小取决于有关硫化物的含量和熔锍的温度。

由于熔锍的导电性能接近于金属,故在电炉操作中发生翻料,镍锍上浮与电极接触后,易使电炉电流控制不稳,发生过流跳闸事故。

(2)炉渣。

电炉熔炼产出的炉渣主要由以下5个主要成分构成:SiO2,FeO,MgO,Al2O3和CaO,它们的总和约占总量的97%~98%。

相关文档
最新文档